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1、现 代 制 造技 术 与 装 备 2 0 0 9 第4 期总 第1 9 1 期 干熄焦余热锅炉汽包液位控制系统的研究 李爱莲 蔚彩蓉 z 王 占胜 ， ( 1 内蒙古科技大学信息工程学院 ， 包头 0 1 4 0 1 0 ； 2 内蒙古科技大学高等职业技术学院， 包头 0 1 4 0 1 0 ； 3 包头北方创业股份有 限公司 ， 包头0 1 4 0 3 0 ) 摘 要： 本文在分析干熄 焦余热锅炉汽 包液位的检测和控制原理的基础上 ， 针对 系统在低 负荷状 态和高负 荷 状 态 下无 法 达到 优化 控 制 ， 对 其提 出 了改进 措 施 。 关 键 词 ： 干熄 焦 锅 炉 汽 包液
2、位 控 制 1 前 言 干熄焦余热锅炉汽包液位调节的任务主要有二 ： 一 是维持汽包 内水位在允许范围内， 因为水位过高过 低 ， 都会引发事故。 二是水位调节应保证给水流量的稳定。 给水流量稳定 对于省煤器和给水管道的安全运行是有极大意义 。 一 般 的中小型工业锅炉 的汽包水位控制采用单 冲量 控制系统 ， 在锅炉负荷较稳定时可以满足控制要求。对于 干熄焦余热锅炉 ， 其负荷变化较频繁 ， 仅靠单冲量很难满 足要求 。 由于锅炉启动时， 主蒸汽流量和锅炉给水流量都在可 检测的范围以外， 不太稳定 ， 系统设计 了可在多冲量和单 冲量之间切换 的控制方式。 2 汽包液位检测 本 汽包液 位控
3、制系统中引入给水流量控制构成 了串 级控制系统 ，汽包水位作为主 回路 ，给水 流量作为付 回 路 ， 同时还引入 了蒸汽流量作 为前馈控制信号 ， 这样 的控 制系统被称之为汽包水位三冲量 串级控制系统。 除此之外 ， 系统还引入了减温水 流量和锅炉连排污流 量进行前馈控制 。因此系统有三个 前馈信号和两个反馈 信号。 汽包液位测量使用压差式水位计 ， 在汽包的两侧设置 了两个检测点 ， 以提高测量信号 的可靠性和准确性 ， 测量 信号由操作员在操作站进行选择 ， 还设置了偏差 指示计 ， 以显示两个测量点的偏差。汽包液位检测原理如图 1 。 图 1 汽 包 液 位检 测 原 理 图 3 汽
4、包液位控制 汽包液 位控制 系统是 由 L 1 0 3 2 A， L 1 0 3 2 B分别进 行两 点汽包水位测量的补偿 和指示 ， D 1 0 3 2对两点水位测量值 的比较指示其偏差。S E L L 0 3 2对两点汽包液位测量点进行 选择。L I C 0 3 2构成 串级控制系统的主回路调节器和单 冲 量控制系统的调节器。汽包液位控制原理如图 2 。 D S E T P V1的功能是接受汽包水位调节器的输出和主 蒸汽流量 、 减 温水流量 、 汽包连排 污流量 ， 对 它们进行运 算后 作为给水调节器 的设定值 。其运算式 S V =K D K ： G。 + K 3 G2 + I (
5、4 Mv 卜 K 5 。 图 2 汽 包液 位 控 制原 理 图 L 1 0 3 2 A， L 1 0 3 2 B 汽包水位测量仪 S W1 3 3 A， B测量仪切换开关 S W1 3 3 三冲量控制和单冲量控制切换开关 M I D S W 带输出的手动操作器 L D L AD 前馈补偿器 D S E T P V I 信号处理转换器 K 1 ， 为正 ， 即当蒸 汽流量或汽包连续( 下转第2 6页) 2 6 现 代 制 造技 术 与 装 备 2 0 0 9 第4 期总 第1 9 1 期 米结构陶瓷涂层具有优良的性能， 如低孔隙率 、高结合强 度、 高硬度 、 抗氧化性能好 、 耐腐蚀性好等
6、， 在工业和军事 领域有着非常诱人 的应用前景 。例如 ， 美国海军已将纳米 结构 A 1 ： 0 ， 一 T i O ： 涂层用于舰船的主轴、泵 以及其他活动部 件， 取得了很好的效果 。热喷涂纳米陶瓷涂层 的研究时间 还不长， 许多课题还有待深入研究和探讨 ， 但 随着技术 、 工 艺 的不断完善 ， 其必将在很多领域取代传统的涂层。 参 考 文 献 【 1 欧风 合理润滑技术手册 【 M 石油工业 出版社 1 9 9 3 ： 5 f 2 徐滨士，刘世参等纳米表 面工程 MJ 化学 工业 出版社 ， 2 0 0 3： 1 7 2 3 吴子健等 热喷涂技术与应用 f M】 机械工业出版社 ，
7、 2 0 0 5 ： 8 【 4 蔡建平 ， 李波 热喷涂 陶瓷涂层 J 】 机械工程 材料 ， 2 0 0 0 ， 2 4 ( 1 )： 5 7 5 】ML i u ，J Wa n g S t u d y o n t h e s p r a y p r o c e s s a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f Cr s C Ni Cr c o a t i n g P r o c e e d i n g s o f t h e 1 5 t h I n t e rna t i o n al Th e r ma l S p r a y C o n f e
8、r e n c e，Ma y ，2 5- 2 9 ，1 9 9 8 Re s e a r c h i n g P r o g r e s s o f Pl a s ma - s p r a y e d W e a r - r e s i s - t a n t Co a tin g X I A J i m e i ( V o c a t i o n al and T e c h n i c al C o l l e g e S h a n d o n g L a b o r ， J i n a n 2 5 0 0 2 2 ) Abs t r a c t ： Th i s p a p e r g
9、 a v e a n o v e r v i e w o f t h e s t u d y s i t u a t i o n o f p l a s ma - s p r a y e d we ar r e s i s t an t c o a t i n g o f t r a d i t i o n a l r e s e arc h a t h o me an d a b r o a d，i n t r o d u c e d t h e s i tua t i o n o f p l a s ma - s p r a y e d n a n o s t r u c t u r e
10、d c o a t i n gs an d n a n o s t r u c t u r a l a p p l ic a t i o n o f s p e c i a l p e r f o rm an c e ，b u t a l - S O p o i n t e d o u t t h e n a n o s t r u c t u r ed c o a t i n g p r o c e s s p r o b l e ms F i n a l l y ，i t g a v e a p r o s p e c t o f p l a s ma s p r a y i n g d
11、i r e c t i o n o f f u t u r e d e v e l o pme nt a n d a p p l i c a t i o n Ke y wo r ds ： p l as ma s p r a y i n g ， we ar-r e s i s t a n t c o a t i n g ， n an o - c o a t - i n g ，d o p e d n a n o mi c r o n ( 上接第2 2页) 排污流量增加时 ， 给水流量也增加。K 为负 是 因为减温水流量增 加时蒸汽流量就会增加 ，而蒸 汽流 量 的增加不是 由汽包产生的 ， 而是
12、由减温器产生 的 ， 给水 流量不需要增 加。不减掉减温水量就会造 成给水流量 的 增加。M V为主调节器 的输出 ， l ( 4 为主 回路调节器控制强 度系数 ， 由现场调试决定 。 K 5 是设定 的偏值参数 ， 一般 为 一 5 0 。S W2 3 3实现三 冲量控制和单 冲量控制的切换 。 M 1 D S W 是带输出切换开 关的手动操作器 ， 其控制状态 由给水流量调节器( 三冲量 控制时 ) 或汽包水位调节器( 单冲量控制 ) 的状态决定。在 过程控 制系统 中无论是状态的切换 ，还是 系统的切换都 要求无扰动地进行切换。 4 存在的问题及改进措施 本锅炉汽包 液位控制 系统的缺
13、点是 三冲量 控制和单 冲量控制的切换较为盲 目，在低负荷状态和高负荷状态 下 ， 过程 的动态特性 差异较大 ， 采用 同一参数对过程进行 控制时 ， 不能达到最优 的控制状态。在低 负荷状态 ， 给水 流量 的测量和蒸汽流量 的测量都会 产生很大 的误差 ， 三 冲量控制往往会失去意义 。该控制系统 有必要进行技术 改进 ， 使系统达到优化控制 。具体措施如下 ： 一 是按照负荷的大小 ， 由系统 自动地进行单冲量控制 和三冲量控制 的切换 。低负荷时采用单 冲量控制 系统进 行控制 。在高负荷状态时 ，采用 三冲量控制系统进行控 制 。高 低负荷 的切换 点一般 设置 在主蒸 汽 流量
14、的 2 5 一3 0 这个范围内。这样控制的优点在于低负荷采用单冲 量控制可 以避免 由于给水 流量和蒸汽流量在低负荷下测 量 的不准确性。 二是汽包水位调节器设置为二个调节器 ，单冲量控制 和三冲量控制的调节器各用一个 ，这样就形成了两套相对 独立的控制系统。 两个调节器的控制参数也不一样 ， 这样避 免了在高低负荷状态下 ， 由于控制对象 的动态特性不同， 采 用同一参数控制系统控制效果不能达到最优化 的问题。 三是将减温水流量和锅炉连排污流量 的前馈控 制取 消。通过分析可知： 本系统中设置 的这两个前馈信号增益 都较小 ， 对 系统的影响不大 ， 实际运行过程 中 ， 对系统 的 作用
15、也不大 ， 因此可以取消这两个前馈控制信号。 四是将蒸汽流量的前馈控制增加一个动态前馈补偿 环节 。三冲量控制时 ， 即在高负荷状态下 ， 锅炉汽包 的虚 假水位现象较为严重 ， 采用静态 的前馈控制 ， 虽然对虚假 水位有一定 的拟制作用 ，但是 汽包液位控制对象的动态 特性 的时间常数较大 ，增加一个 动态前馈补偿环节将更 有利于对汽包液位 的虚假水位现象的抑制能力 。 参考文献 1 】陈文 天 Y s 8 0锅炉全程 给水控制 系统 工程 M】 ， 北 京： 冶金 工业 出版社 ， 2 0 0 1 ， 1 - 7 2 】张其琛 全程给水控制系统 M ， 北京： 冶金工业 出版社， 1 9
16、 9 8 ， 2 4 6 6 T h e S t u d y o f C o k e Dr y Q u e n c h i n g Wa s t e He a t B o i l e r Dr u m Le v e l Co n t r o l S y s t e m L I Ai l i a n ， YU C a i r o n g ， WANG Zh a n s h e ng 3 ( 1 I n n e r Mo n g o l i a S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y U n i v e r s i t y I nfo r ma t i o n En g i n e e r i n g Co l l e g e ， Ba o t o u 01
